无机化学-第一章-绪论-2007级-1

,无 机 化 学 Inorganic Chemistry,田 玉 鹏 yptianahu.edu.cn 安徽大学化学化工学院 Department of Chemistry Anhui University,第一章 绪论,Introduction,一、化学的定义,二、化学学科的重要性,三、无机化学的研究对象、发展和前景,四、学习无机化学的方法,五、成功的十大要素,化学是从原子、分子及其聚集态层次上研究物质的组成、结构、性质、变化规律及其应用的科学。 chemical change chemical reaction 参考文献：化学通报，1997，（7）5053， 5458 论现代化学定义及其原则宗旨 魏光 化学的定义、地位、作用和任务 徐光宪,一、化学的定义,21世纪的化学有非常丰富的研究对象（它的定义可建议如下） ，因此赋予它新的定义 化学是主要研究原子、分子片、分子、原子分子团簇，原子分子的激发态、过渡态、吸附态，超分子、生物大分子、分子和原子的各种不同尺度和不同复杂程度的聚集态和组装态，直到分子材料，分子器件和分子机器的合成和反应，分离和分析、结构和形态、物理性能和生物活性及其规律和应用的自然科学。,二、化学学科的重要性,1、化学是研究化学进化这一层次的科学。 从宇宙进化的层次结构来看，化学永远不会消亡。 21世纪的化学不但不会衰亡，而且还要飞速发展。 三个特征： （1）数量上：1999年超过2000万种化合物 （2）质量上：人类需要的是功能分子，材料。 （3）不再满足于合成新的化合物分子，而是根据功能的要求进 行分子设计，组装成材料、器件等。,2、化学是承上启下的中心科学 在科学的长河中是不可缺少的一个环节，科学可按照它的研究对象由简单到复杂的程度分为上、中、下游。数学、物理学上游，化学是中游，生物学、医学、社会科学等是下游。 “移上游科学之花，可以接下游科学之木” 21世纪，生命科学、现代生命科学必须在分子的水平上来研究，化学是研究分子的科学，在分子水平上的研究方法主要就是化学方法。,3 、化学是社会迫切需要的实用科学 化学与衣、食、住、行、能源、信息、材料、国防、环境保护、医药卫生、资源利用等有密切的关系。 当前，世界范围内面临的一些重大社会课题。诸如：粮食供应、环境污染、医药保健、各种新材料、以及发展能源等方面，无一不需要一大批化学工作者为此作出长期努力。,返回,Modler: 除去碳氢化合物和其大多数衍生物外，无机化学是对所有元素和它们化合物的性质和反应进行实验研究和理论解释的科学。 Huheey： “Inorganic chemistry is any phase of chemistry of interest to an inorganic chemist”.,What is inorganic chemistry?,三、无机化学的研究对象、发展和前景,返回,第一阶段：萌芽阶段 15世纪后半叶18世纪中叶 第二阶段：发展阶段 18世纪中叶19世纪中叶 无机化学形成一门独立的化学分支，质量守恒、原子论、阿佛加德罗定律、分子论、门捷列夫周期律的确立奠定了无机化学的理论基础。 第三阶段：复兴阶段，蓬勃发展阶段 随着科学技术日新月异的发展，学科间的相互渗，为无机化学提供了新的边缘生长条件。,无机化学与其它学科形成的交叉学科,生物无机化学 金属有机化学 固体材料化学 物理无机化学,返回,无机化学科学分支,配位化学,元素无机化学,固体无机化学,核化学,物理无机化学,生物无机化学,无机化学,返回,1 、惰气化合物 O2+P+F6O2+PtF-6 O2第一电势12.2ev Xe第一电离势12.1ev O2+和Xe+大小相近 Xe+2PtF6F Xe+PtF11- 2 、氟化学 U-235和U-238分离 3 、缺电子化合物 B2H6 三中心键理论,近五十年来无机化学领域的主要成就,返回,4 、夹心化合物 C5H5MgBr+FeCl2(C5H5)2Fe+MgCl2+MgBr2 5 、原子簇化合物 室温固氮、 光电功能材料 6 、气体分子配体 Ru(NH3)5N2 7 、生物无机化学 叶绿素、血红素、DNA结构与药物设计,返回,叶绿素的结构,返回,The Structure of DNA,返回,返回,返回,8 、配位场理论 理论化学 9 、无机材料 人造金刚石 C(diamond) C60 (20个六边形，12个五边形) 无机(人工)晶体 LiNbO3 BBO, KDP 超导材料 YBa2Cu3O7-x C60/Fc,主要的国家目标: 满足国家惯性激光约束核聚变工程需要 （神光工程）,优质大KDP晶体生长 （国家“863”计划项目）,“神光”,装置,神光,装置的倍频器件,(,270cm),“神光工程”是世纪之交我国光学领域最宏伟的科学工程，将全面带动相关科学技术攀登世界水平，其作用和意义不亚于当年的“两弹”。,Fullerenes “富勒烯”and carbon nanotubes,激光核聚变,简单地说，激光核聚变就是利用激光照射核燃料使之发生核聚变反应。它的主要用途包括 一是可为人类找到一种用不完的清 洁能源 二是可以研制真正的“干净”核武器三是可以部分代替核试验。,返回,10 、从分子化学超分子化学,返回,纳米物理学 纳米电子学 纳米化学 纳米力学 纳米材料学 纳米生物学 纳米加工学,11 、纳米材料(科学) Nano-ST 宏观纳米微观,纳米科技的重要意义,在纳米尺度范围，材料的性能发生了由量变到质变的飞跃，纳米科技有可能是人类历史上第三次产业革命，使人类进入智能化的类生物体系的生产方式，它是未来高科技的命脉。 发展纳米科技应是国家的长远国策，目前纳米科技还处在以基础研究为主的初级阶段，纳米时代还未真正到来。,纳米齿轮和纳米轴承,纳米存储器，存储密度可达 每平方厘米100万亿字节,描述的是一个纳米机器人在清理血管中的有害堆积物。由于纳米机器人可以小到在人的血管中自由的游动，对于象脑血栓、动脉硬化等病灶，它们可以非常容易的予以清理，而不用再进行危险的开颅、开胸手术。,四、学习无机化学的方法,1重视做好化学实验 2重视化学理论的指导作用 3抓好各个学习环节 预习上理论课和实验课复习解答习题 4学一点化学史,教学安排 上学期 72学时，4学分 评定成绩办法 总评成绩 =平时×30%+ 期末考×70% 期中考和期末考： 考试方式： 独立完成,志向和目标, 兴趣和爱好,决心和毅力 勤奋和效率 健康 天赋,灵感和创新 教育 方法 心理健康=品德=(修身)(处世)=情商 大环境 小环境 机遇,五、成功的十大要素,Aggressive Bearable Cooperation,返回,成功要素 A B C,中国化学家 中科院院士 戴安邦老先生,美国化学家 鲍林 Linus Pouling 斯坦福大学化学教授,主要参考书目,北京师范大学等校编：无机化学 高等教育出版社2003年版 申泮文主编：无机化学 化学工业出版社2002年版 刘新锦等主编：无机元素化学 科学出版社2005年版 徐家宁等主编： 无机化学例题与习题 高等教育出版社2000年版,网上电子资源,作 业,查阅文献 1.深入领会化学的定义。 2.熟悉无机化学的研究对象及发展状况。,